交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法及支路不对称绕组排列方案的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及交流电机定子绕组设计领域，具体设及一种交流电机支路不对称绕组 排列优化设计方法及由该方法设计得到的交流电机支路不对称绕组排列方案。
【背景技术】
[0002] 支路不对称绕组是指各相绕组对称分布、各支路绕组不对称分布的绕组。大型交 流电机定子绕组采用支路不对称设计可W有效减小槽内导体的工作电流，从而有效解决大 容量交流电机定子绕组的损耗大、溫升高及线棒所受电磁力大等突出问题，进而提高整个 机组运行的效率和稳定性。
[0003] 现有支路不对称绕组设计往往依赖于设计人员的个人经验，此类方法操作十分困 难，且没有统一的规律可循，难W达到绕组排列方案的最优化。同时得到的排列方案存在支 路不对称程度大，导致支路间环流增大，绕组损耗增加，使得电机运行的效率和稳定性降 低。此外，采用简单枚举的方法来选择排列方案，该方法计算量非常大，且存在大量的无用 方案，导致整个绕组设计精度非常低，不能有效的选出支路幅值不对称度和最大相位差均 较小的绕组排列方案。
[0004] 因此，亟需一种针对支路不对称绕组排列的优化设计方法，W保证支路不对称程 度最小，实现此类绕组排列设计的最优化。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明的一个目的是提供了一种交流电机支路不对称 绕组排列的优化设计方法，进而得到支路不对称度小的绕组排列方案，W减小支路间环流， 降低绕组损耗，提高电机运行效率和稳定性。
[0006] 本发明的另一个目的是提供由上述交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法 得到的交流电机支路不对称绕组排列方案。
[0007] 为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[000引提供一种交流电机支路不对称绕组排列优化设计方法，包括：
[0009] 根据交流电机定子绕组基本参数确定绕组布局方格图、绕组相带数W及支路参 数；
[0010] 提取所述绕组布局方格图中一个相带下的绕组布局方格图，于所述相带下的绕组 布局方格图中针对一条支路选出所有支路绕组排列方案；
[0011] 计算所得支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位，并根据所述幅值和相位对 所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理，使得幅值和相位均相近的方案得到有效配合；
[0012] 根据一个相带下各支路绕组排列方案中同相位槽矢量个数之和为极对数的原则， 在所述各组内对各支路绕组排列方案进行捜索配合，选出各组中所有满足条件的绕组排列 方案；
[0013] 计算所述绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差，对比所述支路幅值不 对称度和最大相位差，选择支路幅值不对称度和最大相位差均非常小的绕组排列方案为交 流电机支路不对称绕组排列的优化设计方案。
[0014] 根据交流电机定子绕组基本参数确定绕组布局方格图、绕组相带数W及支路参 数，具体包括：
[0015] 根据交流电机定子绕组的基本参数，选择总槽数、极对数、相带分布度数和支路 数，确定绕组相带数、绕组布局方格图的行数和列数，并计算每条支路所包含槽矢量的总数 即支路参数;所述每条支路所包含槽矢量的总数为总槽数按每相每支路平均分得的槽数。
[0016] 于所述相带下的绕组布局方格图中针对一条支路选出所有支路绕组排列方案，具 体包括：
[0017] 根据每条支路所包含槽矢量的总数W及每条支路中所包含同相位槽矢量个数的 选择范围，于所述相带下的绕组布局方格图中针对一条支路选出所有满足条件的槽矢量组 合，即所有支路绕组排列方案；
[0018] 所述每条支路对应同相位槽矢量个数不能超过极对数。
[0019] 所述计算所得支路绕组排列方案合成电动势的幅值和相位具体步骤为：
[0020] 根据矢量叠加原理，分别将各支路绕组排列方案中包含同相位槽矢量的个数与对 应的槽矢量进行相乘，再将各槽矢量的乘积求和，得到各支路绕组排列方案的合成电动势；
[0021] 所述合成电动势，根据复数分解方法，得到各支路绕组排列方案合成电动势的幅 值和相位。
[0022] 根据所述幅值和相位对所有支路绕组排列方案进行模糊分组处理，处理具体步骤 为：
[0023] 根据各支路绕组排列方案的幅值和相位W及支路幅值不对称度和最大相位差限 定值，进行区间划分，并确定区间参数。
[0024] 所述区间长度确定的具体步骤为：
[0025] 提取支路绕组排列方案中幅值的最大值和最小值W及相位的最大值和最小值，并 根据幅值的最大值W及支路幅值不对称度和最大相位差的限定值确定区间长度;其中，
[0026] 幅值的区间长度为幅值的最大值乘W两倍于规定的支路幅值不对称度限定值；
[0027] 相位的区间长度为两倍于规定的最大相位差限定值；
[0028] 所述区间划分的具体步骤为：
[0029] 根据支路绕组排列方案的幅值和相位的最大值和最小值，确定区间划分的起始点 和终点：
[0030] 当支路绕组排列方案的幅值和相位的最小值能够整除区间长度时，区间的起始点 为最小值；当不能够整除时，区间的起始点为小于最小值的最接近整数倍区间长度对应的 占.
[0031] 当支路绕组排列方案的幅值和相位的最大值能够整除区间长度时，区间的终点为 最大值;当不能够整除时，区间的终点为大于最大值的最接近整数倍区间长度对应的点；
[0032] 根据所述支路绕组排列方案的幅值和相位的起始点、终点和区间长度，将所有支 路绕组排列方案进行模糊分组处理。
[0033] 在所述各组内对各支路绕组排列方案进行捜索配合的方法，具体步骤为：
[0034] 在组内取一条支路绕组排列方案，检测支路绕组排列方案各列在所述相带下的绕 组布局方格图中所选取槽矢量的个数；
[0035] 根据每条支路对应同相位槽矢量的选择范围不能超过定子绕组的极对数W及各 支路同相位槽矢量的个数和为极对数的原则，依次选取a条支路绕组排列方案，a为支路数；
[0036] 如果找到满足上述条件的支路绕组排列方案，则存储配合成功的绕组排列方案；
[0037] 检测组内支路绕组排列方案是否全部完成配合，如果全部完成配合，则完成组内 捜索配合。
[0038] 计算所述绕组排列方案的支路幅值不对称度和最大相位差，具体步骤为：
[0039] 所述绕组排列方案中，各支路绕组排列方案合成电动势幅值的最大值与最小值之 差与最大值之比即为支路幅值不对称度；
[0040] 所述绕组排列方案中，各支路绕组排列方案合成电动势相位的最大值与最小值之 差即为最大相位差。
[0041 ]本发明的有益效果为:本发明的方法结合传统不对称绕组研究方法，W支路绕组 排列方案作为最小单元，通过对各支路绕组排列方案进行模糊分组处理，并在组内对各支 路绕组排列方案进行捜索配合，最终得到支路幅值不对称度和最大相位差均非常小的绕组 排列方案。本发明能够实现任意相带分布下的支路不对称绕组排列方案支路不对称程度最 小化，W便于减小支路间环流、降低绕组损耗、提高电机运行的效率和稳定性；同